鍋爐床料不正常流化原因分析與改進(jìn)措施

張勇

摘 要：介紹循環(huán)流化床鍋爐啟動(dòng)前進(jìn)行流化試驗(yàn)的重要性，著重對流化試驗(yàn)不合格原因進(jìn)行了分析，針對流化試驗(yàn)不合格的產(chǎn)生原因提出整改措施。

關(guān)鍵詞：鍋爐；流化試驗(yàn)；預(yù)添加床料；正常流化；分析

循環(huán)流化床鍋爐啟動(dòng)前需進(jìn)行流化試驗(yàn)，目的是測定出臨界流化風(fēng)量，為鍋爐啟動(dòng)過程及正常運(yùn)行時(shí)提供數(shù)據(jù)參考，減少結(jié)焦事故的發(fā)生。因此，正確進(jìn)行流化試驗(yàn)至關(guān)重要。然而，多數(shù)電廠在啟動(dòng)前進(jìn)行流化試驗(yàn)時(shí)偶爾會(huì)遇到床料始終無法正常流化，進(jìn)而無法測定出臨界流化風(fēng)量。當(dāng)遇到流化試驗(yàn)不正常時(shí)，一般可從布風(fēng)板、一次風(fēng)、床料等幾個(gè)主要方面進(jìn)行分析，找出解決問題的辦法。

1 鍋爐床料不正常流化主要原因分析

1.1 風(fēng)帽出風(fēng)口磨損或風(fēng)帽脫落問題

風(fēng)帽布置于布風(fēng)板上部，一般采用螺紋連接并加點(diǎn)焊固定在水冷風(fēng)室導(dǎo)風(fēng)管上。大多數(shù)鍋爐廠設(shè)計(jì)循環(huán)流化床鍋爐風(fēng)帽采用鐘罩式風(fēng)帽結(jié)構(gòu)，該種風(fēng)帽使用可靠，安全經(jīng)濟(jì)，具有布風(fēng)均勻、風(fēng)室不漏渣，使用壽命長的特點(diǎn)，同時(shí)可降低鍋爐各部位磨損，提高了鍋爐效率。然而，該種風(fēng)帽使用時(shí)因互相對吹產(chǎn)生磨損或局部損壞。一般情況下，該種磨損出現(xiàn)在風(fēng)帽出風(fēng)口處，導(dǎo)致出風(fēng)口孔徑不規(guī)律變化，因磨損不規(guī)律從而使單個(gè)風(fēng)帽出風(fēng)口出風(fēng)不均，致使鍋爐啟動(dòng)前進(jìn)行流化試驗(yàn)時(shí)，產(chǎn)生局部不流化現(xiàn)象，此外風(fēng)帽脫落也會(huì)出現(xiàn)局部不流化或料層吹破現(xiàn)象。

實(shí)例：一臺經(jīng)小修后的鍋爐啟動(dòng)前進(jìn)行流化試驗(yàn)，無論風(fēng)量如何增加，床層局部始終無法流化，運(yùn)行人員想盡各種辦法終不能解決。經(jīng)詢問得知：風(fēng)帽在使用四年內(nèi)未進(jìn)行更換，同時(shí)對風(fēng)帽出風(fēng)口孔徑未進(jìn)行測量，僅對脫落風(fēng)帽進(jìn)行了固定。經(jīng)檢查，風(fēng)帽出風(fēng)口存在較大磨損，原出風(fēng)口規(guī)格為10mm，現(xiàn)已磨損至11～14mm，導(dǎo)致風(fēng)帽出風(fēng)不均勻。風(fēng)帽更換后流化試驗(yàn)正常。

1.2 風(fēng)量測量不準(zhǔn)、風(fēng)量不足、空氣預(yù)熱器漏風(fēng)或風(fēng)道設(shè)計(jì)不合理問題

循環(huán)流化床鍋爐一、二次風(fēng)量的測量常采用差壓測量原理，一般運(yùn)用機(jī)翼、文丘里等氣流流量檢測方式。然而該種檢測方式受使用環(huán)境影響較大，導(dǎo)致無法準(zhǔn)確測量。如：風(fēng)道截面形式、空氣中夾帶灰塵、紊流等。雖然風(fēng)量準(zhǔn)確測量已被引起重視，而在改善氣流檢測措施方面始終沒有行之有效的方法及測量儀器。

風(fēng)量不準(zhǔn)確直接影響流化試驗(yàn)無法正確讀取風(fēng)量。

空預(yù)器漏風(fēng)直接影響流化試驗(yàn)的成敗與否。當(dāng)空氣預(yù)熱器腐蝕導(dǎo)致漏風(fēng)嚴(yán)重時(shí)，因一二次風(fēng)壓力為8KPa，空氣預(yù)熱器煙氣側(cè)壓力為-2KPa，大量的空氣將直接進(jìn)入煙氣，導(dǎo)致到達(dá)床層的空氣量大幅度減少直接影響流化試驗(yàn)。空氣預(yù)熱器漏風(fēng)還可導(dǎo)致鍋爐帶負(fù)荷困難，無法滿負(fù)荷運(yùn)行。

化工企業(yè)自備電廠設(shè)計(jì)化工可燃?xì)怏w進(jìn)鍋爐摻燒利用其熱量。其燒嘴冷卻風(fēng)時(shí)常利用二次熱風(fēng)，而在鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)無需啟動(dòng)二次風(fēng)機(jī)，進(jìn)而不能提供燒嘴冷卻風(fēng)。此外，利用二次熱風(fēng)作為燒嘴冷卻風(fēng)存在安全隱患，若可燃?xì)怏w進(jìn)入風(fēng)系統(tǒng)，可燃?xì)鉂舛冗_(dá)到爆炸極限時(shí)易產(chǎn)生爆燃事故。

1.3 床料厚度及粒度問題

預(yù)添加床料或停爐后的床料厚度應(yīng)控制在500～700mm之間，床料較厚且一次風(fēng)量較低時(shí)，空氣流速無法克服床料顆粒自重，將導(dǎo)致流化不起來。因此預(yù)添加床料或停爐前應(yīng)控制床料厚度。床料顆粒度方面，理論上啟動(dòng)前的床料粒度分布應(yīng)達(dá)到0～3mm占30%、4～7mm占40%、7～10mm占30%。然而現(xiàn)實(shí)中，若達(dá)到此種粒度分布較困難。一般火電廠對啟動(dòng)前床料粒度分布不重視，啟動(dòng)前流化試驗(yàn)不成功或流化試驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確，導(dǎo)致鍋爐無法啟動(dòng)或?yàn)檎＿\(yùn)行無法提供參考。

實(shí)例：一臺鍋爐需停爐進(jìn)行檢修，停爐前根據(jù)床壓預(yù)留床料厚度為850mm，檢修結(jié)束后進(jìn)行啟動(dòng)前流化試驗(yàn)，最低流化風(fēng)量達(dá)到9.5萬Nm3/h且局部流化不好。運(yùn)行人員經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)后，將床料厚度控制在650mm，同時(shí)對床料進(jìn)行部分置換，添加部分大顆粒床料后，流化試驗(yàn)將至5萬Nm3/h。

1.4 其他原因

除以上原因外，爐膛澆注料脫落掉落至床上、水冷風(fēng)室漏渣或雜物導(dǎo)堵塞風(fēng)管等。對于膨脹節(jié)設(shè)計(jì)在水冷風(fēng)室下部的鍋爐更應(yīng)注意耐火棉堵塞導(dǎo)風(fēng)管問題。

2 鍋爐不正常流化的改進(jìn)措施

2.1 對于運(yùn)行周期較長的鍋爐，應(yīng)翻開床料對風(fēng)帽進(jìn)行檢查，檢查是否有脫落，注意測量風(fēng)帽出風(fēng)孔磨損情況。若磨損超過3mm應(yīng)進(jìn)行更換，必要時(shí)全部進(jìn)行更換。針對返料器也應(yīng)注意以上問題。

2.2 每次停爐時(shí)應(yīng)注意檢查澆注料脫落情況，若有脫落，應(yīng)重新焊接抓釘后增補(bǔ)澆注料，防止?jié)沧⒘显阱仩t運(yùn)行初期再次脫落，切不可敷衍了事。增補(bǔ)澆注料后鍋爐啟動(dòng)時(shí)應(yīng)適當(dāng)控制升溫速度。

2.3 鍋爐維護(hù)人員應(yīng)定期對流量測量裝置吹灰，防止取壓管道或變送器發(fā)生堵塞。同時(shí)對變送器進(jìn)行檢查防止發(fā)生零點(diǎn)漂移。

2.4 針對回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器每年檢查一次漏風(fēng)情況。對于是少數(shù)管道發(fā)生泄漏可使用堵頭進(jìn)行封堵，當(dāng)漏風(fēng)管道的數(shù)量大于總管數(shù)量的10%時(shí)應(yīng)考慮更換漏風(fēng)管道，若繼續(xù)封堵將影響鍋爐的帶負(fù)荷能力。

2.5 鍋爐床料放空后或停爐后的床料厚度及粒度應(yīng)注意控制。首先，預(yù)添加的床料應(yīng)根據(jù)床料粒度選用10mm或4mm篩子進(jìn)行篩選。例如由渣庫放出的渣粒度較大可選用10mm篩子進(jìn)行篩選；若粒度較小，可直接篩出較小的部分，選用粒度較大的部分。其次，對于停爐后的床料，應(yīng)從冷渣器放出1/3床料，而后使用篩選后的床料進(jìn)行增補(bǔ)至650mm左右。

2.6 對于涉及摻燒化工尾氣的自備電廠鍋爐燒嘴冷卻風(fēng)設(shè)計(jì)時(shí)可采用一次熱風(fēng)，風(fēng)管應(yīng)接至流量計(jì)后。在進(jìn)行流化試驗(yàn)時(shí)測算此股風(fēng)的流量注意此股風(fēng)對流化風(fēng)量的影響。

2.7 注意檢查水冷風(fēng)室是否漏渣，一般情況下因落渣管磨穿或落渣管四周澆注料脫落導(dǎo)致水冷風(fēng)室漏渣，鍋爐檢修時(shí)應(yīng)查明原因解決存在的問題。此外，停爐檢修時(shí)應(yīng)注意對導(dǎo)風(fēng)管的檢查，檢查無異物堵塞。

3 結(jié)束語

為了獲取較為準(zhǔn)確的最低流化風(fēng)量，保證鍋爐安全穩(wěn)定運(yùn)行，鍋爐流化不正常問題應(yīng)引起鍋爐管理人員及運(yùn)行人員的重視。遇到問題，認(rèn)真分析問題直至問題被解決，進(jìn)行流化試驗(yàn)時(shí)切不可敷衍了事，以此來防止鍋爐結(jié)焦事故的發(fā)生。作者通過運(yùn)行中遇到的問題提出了解決措施，以期能給予讀者解決問題的思路。